JPH0545176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

イ 産業上の利用分野 本発明は一般的にライン内空気検出器に関す
る。特に本発明は、選択的に異なる光感度と選択
的に異なる光路をもつた一連の光センサーを液体
（以下、流体ともいう）流れラインに沿つて軸方
向に間隔を置いて配備し、その流体ライン内に気
泡が存在するかどうかを検出する一連の信号を発
生する如き構成のライン内空気検出器に関する。
更に特に本発明は、外光のレベルの変化に不感応
であり、そして流体ライン内の流体が不透明ある
いは乳白色であつてもその流体ライン内の気泡の
存在を検出できるようなライン内空気検出器に関
する。本発明は、制約的ではないが特に、I.V.投
与流体流れライン内の気泡の存在を検出するため
にI.V.注射ポンプまたはコントローラに用いるの
に適している。 ロ 従来の技術及び問題点 患者にI.V.流体を注射しているとき、流体と一
緒に注射される空気の量を可及的に少なくするよ
うに流体ラインを監視することが重要である。少
量の空気が不測に患者に注射されても支障はない
が、比較的多量の空気が注射されると非常に危険
である。従つて、既に認められているように、I.
V.流体ライン内に空気が存在するかどうかを検
出する装置を備えることが重要である。 このライン内空気の問題を解決するため、これ
まで様々な装置や方法が示唆されている。例え
ば、ウオルステンホルムの米国特許第3898637号
は電導表示器を使つてライン内空気の在否を検出
することを提示している。またブランチヤードの
米国特許第2573390号は圧縮波伝播検出器を使つ
てそのことを行う。更に、マーチンの米国特許第
3974683号は超音波検出器を用い、そしてウイン
クラの米国特許第4384578号は温度差表示器を用
いて流体ライン内の空気の存在を検出することを
示唆している。その他、本発明と同様に、光セン
サーを使つて流体ライン内の空気の存在を検出す
る様々な構成が提示されている。 患者にI.V.流体を投与する際I.V.管を通る流れ
は４つの別々の状態または条件に分類することが
できる。簡単にいうとそれら状態とは、(a)ライン
内に透明な流体が在る場合、(b)ライン内に不透明
な流体が在る場合、(c)ライン内に乳白色または半
透明のような透明と不透明との間のどこかの流体
が在る場合、及び(d)ライン内に空気が在る場合で
ある。いうまでもなく、正確で信頼性の高いライ
ン内空気検出器の目的は、ライン内空気状態から
最初の３つの状態のいずれかを区別することであ
る。 使用されるI.V.投与管が透明なプラスチツク製
であれば、光センサーによつて信号を発生し、こ
の信号を論理回路で翻訳して或る流れの状態を表
示できる。このような構成の１つの実例がジエン
センの米国特許第4366384号に開示されている。
また、本出願の譲受人に譲渡されたハイマンの米
国特許第4114144号も、光センサーを使つてライ
ン内空気状態を検出する装置を記載している。こ
れらの特許はいずれも、流体が光路を屈折させる
性質と不透明な流体が光路を遮断する生態とを利
用する。例えば、よく知られているように、発光
器から光を出し透明管の直径を通して光検出器へ
送るような光センサーによれば、光路が遮断され
る状態とそうでない状態とを区別できる。即ち、
そのような光センサーは、発光器からの光ビーム
を遮断するライン内の不透明流体と、その光を光
検出器へ通すライン内の空気とを識別できるので
ある。しかしそのような直進光路を用いる構成で
は、検出器が、ライン内の透明流体の収束作用に
よつて大きくされる光強度を検出できる感度をも
たせられていない限り、透明な流体と空気との間
の相違を区別することはできない。しかも収束作
用は、流体の乳白色または不透明度の増大と共に
急速に小さくなる。実際、流体の不透明度の増大
は、場合によつて、センサーが管内の空気と流体
とを区別できなくなるようにする。 前出特許はまた、光センサーが屈折または非直
進光路を用いるように構成できることを示してい
る。このような光センサーでは、発光器からの光
は管内の流体コラムに対し実質的に接線方向に向
けられ、また管の直径線上で発光器の反対側に光
検出器が置かれ、そして管内の透明流体が光ビー
ムを屈折させて初めて発光器と光検出器との間の
光路が作られる。この屈折光路を使う構成は、前
記の直進光路構成と異なつて、管内の透明流体と
空気とを区別できる。しかしこの屈折光路構成は
空気と不透明流体とを区別することはできない。
いずれの場合も光が検出器へ達しないからであ
る。更に、直進光路構成と同様に屈折光路構成
は、ライン内に半透明または乳白色物質が在つて
光を屈折させるよりも遮断してしまう場合には、
信頼性が低くなる。 本発明は、流体が不透明であつてもその流体と
空気を一般的に区別できるようなライン内空気検
出器の必要性を認めるものである。そして本発明
はまた、ライン内空気検出器に光センサーを使用
した場合、外光のレベルの変化が光検出器を作動
または非作動にして実際の状態を間違つて表示す
ることがあり得ることを認めるものである。 そこで本発明は、変化する外光レベルとライン
内の乳白色流体の問題を解決し、そして光センサ
ーの光感度に従い、またそれらの作動が直進光に
よるか屈折光によるかに応じて、それら光センサ
ーを直列に配置することによつて、流体の不透明
度に係りなく且ついかなる光条件においても、I.
V.ライン内の流体と空気とを一般的に区別でき
るようにする。更に本発明は、各光センサーのオ
ン−オフ状態の逐次的な変換に従つてライン内空
気を正確に表示する情報をマイクロプロセツサ論
理プログラムによて作ることを含むものである。 ハ 発明の目的 本発明の目的は、I.V.流体ラインを通して投与
される流体が不透明または乳白色であつてもライ
ン内空気を正確に表示する、I.V.流体ラインで用
いるための信頼性の高いライン内空気検出器を提
供することである。本発明の他の目的は、外光に
感応せず、従つて外光のレベルが変化しても流体
ライン内の空気の不在または存在を正確に表示し
続けるライン内空気検出器を提供することであ
る。本発明の更に他の目的は、製作が容易でその
費用が比較的安く、そして操作が簡単であるライ
ン内空気検出器を提供することである。 ニ 目的を達成させる手段 本願第１番目の発明は、液体ライン内の空気の
存在を自動的に検出するための空気検出器であつ
て、 該液体ラインの一部分を検出位置に支持する支
持装置と、 該支持装置に装架され且つ該液体ラインの支持
された部分と作動的に協働して、該液体ライン内
に空気又は比較的透明な液体がある場合にオン信
号を発生する第１オン−オフ装置を有する第１光
センサーと、 前記第１オン−オフ装置がオン状態になる光強
度よりも小さな光強度でオン状態になる第２オン
−オフ装置を有し、この第２オン−オフ装置は前
記支持装置に装架され且つ前記液体ラインの支持
された部分と作動的に協働して、該液体ライン内
に空気又は比較的不透明な液体がある場合にオフ
信号を発生するようになつた第２光センサーと、 前記第１オン−オフ装置及び前記第２オン−オ
フ装置に作動的に連結されていて、同時に該第１
オン−オフ装置がオンを表示するとともに該第２
オン−オフ装置がオフを表示した場合にだけ前記
液体ライン内に空気が存在することを表示し且つ
アラームを発生させる装置とを備えたことを特徴
とする。 本願第２番目の発明は、液体ライン内の空気の
存在を自動的に検出するための空気検出器であつ
て、 該液体ラインの一部分を検出位置に支持する支
持装置と、 該支持装置に装架され且つ該液体ラインと作動
的に協働して、該液体ライン内に空気又は比較的
透明な液体がある場合にオン信号を発する第１オ
ン−オフ装置を有する第１光センサーと、 前記第１オン−オフ装置がオン状態になる光強
度よりも小さな光強度でオン状態になる第２オン
−オフ装置を有し、この第２オン−オフ装置は前
記支持装置に装架され且つ前記第１オン−オフ装
置の下流における前記液体ラインと作動的に協働
して、該液体ライン内に空気又は比較的不透明な
液体がある場合にオフ信号を発するようにななつ
た第２光センサーと、 前記第２オン−オフ装置がオン状態になる光強
度よりも大きい光強度でオン状態になる第３オン
−オフ装置を有し、このの第３オン−オフ装置は
前記支持装置に装架され且つ前記第２オン−オフ
装置よりも下流の前記液体ラインと作動的に協働
して、該液体ライン内に空気又は比較的透明な液
体がある場合にオン信号を発するようになつた第
３光センサーと、 前記第１オン−オフ装置、前記第２オン−オフ
装置、及び前記第３オン−オフ装置に作動的に協
働して、前記第１オン−オフ装置又は前記第３オ
ン−オフ装置がオンを表示した場合に、同時に前
記第２オン−オフ装置がオフを表示した場合にの
みアラームを発生させる装置とを備えたことを特
徴とする。 本願第３番目の発明は、液体ライン内の空気の
存在を自動的に検出するための空気検出器であつ
て、 該液体ラインの一部分を検出位置に支持する支
持装置と、 該液体ラインと作動的に協働して、前記支持装
置に装架された前記液体ラインの前記部分を直径
方向に通過してきた光を受けてオン信号を発生す
る第１オン−オフ光センサーと、 前記液体ラインに作動的に協働し且つ前記第１
オン−オフ光センサーがオン状態とオフ状態との
間で変化するための光強度のしきい値よりも相対
的に低い光強度のしきい値を有し、前記液体ライ
ン内の液体によつて屈折された光を受けてオン信
号を発生する第２オン−オフ光センサーと、 前記第１オン−オフ光センサー及び前記第２オ
ン−オフ光センサーに作動的に連結されていて、
同時に前記第１オン−オフ光センサーがオン信号
を発生するとともに前記第２オン−オフ光センサ
ーがオフ信号を発生した場合にのみアラーム信号
を発生する装置とを備えることを特徴とする。 ホ 作用 本願第１番目から第３番目までの発明は、どれ
も、オン信号を出すための光強度のしきい値が異
なる光センサーを用いている。 いま２つの光センサーＡ及びＢを考えてみて、
光センサーＡは、光センサーＢに対してオン状態
になるためにはより大なる光強度を必要とすると
する。そうすると、光強度が最初の暗黒の状態か
ら増大していく時に光センサーＢは常に光センサ
ーＡがオン状態になる前にオン状態になる。単に
光強度のみが変わつている場合にこれと反対のシ
ーケンスは不可能である。一方、光強度が比較的
高いレベルから減少する場合、光センサーＡは常
に光センサーＢがオフ状態になる前にオフ状態に
なる。そして、単に光強度のみが変わつている場
合にこれと反対のシーケンスは不可能である。 本発明はかような光センサーを組み合わせて用
いることによつて、液体中に存在する空気を確実
に検知している。 例えば、本願第１番目の発明を用いて作用を説
明すると、この発明は、液体ライン内に空気又は
比較的透明な流体がある場合にオン信号を発する
第１光センサーと、液体ライン内に空気又は比較
的不透明な流体がある場合にオフ信号を発生する
第２光センサーとを備えている。従つて、第１光
センサーがオン状態で、第２光センサーがオフ状
態である場合だけが、空気が液体ライン内に存在
することを確実に示すことになる。 ヘ 発明の効果 本願発明によれば、液体ライン内の液体に存在
している空気を確実に検出することができる。例
え、液体が透明、不透明、又は乳白色（半透明）
のものであつても、空気の存在を確実に検知する
ことができ、また、外光の光レベルの変化によつ
て影響されない。しかも、本願発明による空気検
出器は構成が比較的簡単で製作費用が安価であ
る。更に、使用法も簡単である。 ト 実施例 添付図面による以下の説明から、本発明の構成
と操作の新規な特徴が理解されよう。それら図面
において同類の部品には同じ参照番号が付され
る。 第１図には容積型ポンプ１０が示される。この
ポンプ１０は、流体ライン２２を受けるための支
持部分１２を有する流体ライン内空気自動検出器
を備えることができる。第１図に示されるよう
に、ポンプ１０はポール１４上に装架され、そし
て注射される流体のボトルがポンプ１０の上方に
支持される。ボトル１６からの流体はライン１８
を通つて流下し、使い捨てカセツト２０内に入
る。通常の操作が行われている間、ポンプ１０は
カセツト２０から流体を正確に汲出し、外側流体
ライン２２へ送る。 ポンプ１０はダイアル２４と２６のような１対
のダイアルを備え、これらダイアルによつて、流
体ライン２２への流体流率と、このライン２２か
ら患者へ流される流体量とを制御する。患者に流
体を注射するための装置２８がライン２２の端部
に備えられる。装置２８は例えば、患者の静脈に
流体を注射するのに用いられる皮下注射針を備え
る。ポンプ１０は、本出願と同じ譲受人に譲渡さ
れた米国特許第3985133号に記載されている型式
のものとすることができよう。しかし、いうまで
もなく本発明の流体ライン内空気自動検出器は他
の型式の流体ポンプを適用してもよい。更に本発
明のライン内空気自動検出器は、患者に流体を注
射するためのコントローラのような任意の型式の
重力送給装置と一緒に使用することができる。 カセツト２０から延びた流体ライン２２は支持
部分１２のチヤンネル５６の中に設定される。支
持１２は、適当な電子回路と組合わされてライン
内空気の自動検出を行うための複数個の検出器を
備える。 第２図から第７図までは支持１２の構造の詳細
を示す。図示のように支持１２はベース５０を備
え、このベースはその開いた前部に１対のテーパ
付き側部５２と５４を有し、これら側部は円形チ
ヤンネル５６につながつている。このチヤンネル
５６は、流体ライン２２を通る内容物の検出のた
めの位置でそのライン２２を受ける。チヤンネル
５６の両側でそのチヤンネルに沿つて複数個の発
光器と光検出器が配備され、ライン２２内の流体
が不透明であつてもライン内空気検出を行う。 第４図及び第８ａ図、第８ｂ図、第８ｃ図、及
び第８ｄ図で最もよく分かるように、発光器３
０，３２，３４，３６，３８（第４図には示され
ない）が、チヤンネルの一方の側部に光連通して
いるベース５０の複数個の発光器５８，６０，６
２，６４，６６の中に設置される。ベース５０は
また、発光器３０，３２，３４，３６，３８を正
しく位置決めし、そしてそれら発光器へ所要の電
線を接続するために孔５８，６０，６２，６４，
６６に接近できるようにするための凹部６８を備
える。本発明では、スペクトロニクスで製造され
ている型番号SE−5455−３のような当該技術で
よく知られている型式の発光器が使用されよう。
また、それら発光器は、赤外線範囲の光出力スペ
クトルを出す発光ダイオードとしてもよい。使用
する光は可視光と不可視光のいずれにすることも
できるが、ある種の薬品は光に感応するので、薬
溶液を損なわずに適正な検出を行うためには赤外
線スペクトルを使用するのが好ましい。 第３図と第８ａ図、第８ｂ図、第８ｃ図、及び
第８ｄ図に示されるように、チヤンネル５６の反
対側でベース５０の凹部８０とチヤンネル５６と
の間を光連通する複数個の光検出器孔７０，７
２，７４，７６，７８の中に、前記発光器に対応
する光検出スペクトルを有する光トランジスタの
ような複数個の光検出器４０，４２，４４，４
６，４８（第３図には示されない）が設置され
る。スペクトロニクスで製造されている型番号
SPX−2523のような当該技術でよく知られてい
る型式の光トランジスタまたは光検出器が本発明
の目的で使用するのに適していよう。 本発明にいては、孔７２と７４内に設置される
光検出器４２と４４が光検出器４０，４６，４８
より高い光感度を有することが重要である。換言
すれば、検出器４２と４４は、検出器４０，４
６，４８よりも低い光強度範囲またはより高い流
体不透明度でオフ状態（光の不在）からオン状態
（光の検出）へ、またその逆に変換する。当該技
術者に理解できるように、発光器３０，３６，３
８に対し発光器３２と３４の強度を有効に大きく
することによつても同じ結果が得られる。このよ
うにした場合、検出器４０，４２，４４，４６，
４８の感度を全て同じにしてもよく、また上記の
ように違えてもよい。本発明の目的を達するため
に光検出器の感度と発光器の強度を変えられるよ
うにする方法は幾つかあり、それらは全て当該技
術において周知のものである。 また留意すべきこととして、第７図の発光器３
０と光検出器４０で示されるように、流体ライン
２２の断面の直径に実質的に沿つた直進光路を作
るため発光器３０，３６，３８とそれぞれの光検
出器４０，４６，４８は同じ軸心に沿つて整合す
るように設定される。そこで先に述べたように、
チヤンネル５６内の流体ライン２２の部分の中に
不透明流体が在つた場合、発光器から光検出器へ
光エネルギーは殆んどあるいは全く通らない。こ
れに対し、第７図のような配置でもしチヤンネル
５６内の流体ライン２２のその部分の中に透明な
流体または空気が存在すれば、発光器から対応の
光検出器へ光エネルギーは自由に通る。孔６４，
６６，７６，７８内に設置される発光器と光検出
器は第７図と同じようにして同一軸心に沿つて設
定される。 先に述べたように発光器３２及び３４と光検出
器４２及び４４とはそれぞれに相互にずらして設
置される。例えば第５図に示されるように、孔６
２の中の発光器３４はチヤンネル５６に光エネル
ギーを通すように設置されるが、しかしそれはチ
ヤンネル５６の後部位置に対してである。更に光
検出器４４は或る角度をもつて設置される。ライ
ン２２内に透明流体が在る場合、発光器３４の光
はその流体により屈折されて検出器４４へ到達す
る。しかし管２２内に空気が在つた場合には、発
光器３４の光は屈折されず、従つて検出器４４へ
は通らない。第６図に示される孔６０と７２内の
発光器３２と光検出器４２は、チヤンネル５６の
前部に設置されること以外は、その操作は第５図
で上述したものと実質的に同じである。それら発
光器と光検出器のそのような位置設定は流体ライ
ン２２の両側部での検出を確実にし、また検出器
が大きい気泡を検出し、無害な小さい気泡は通過
させるようにする。 ホ 操作 本発明の操作を最もよく理解できるようにする
ため、本発明の好適な実施例に備えられる光オン
−オフセンサーの内で先ず２つだけのセンサーの
操作について考察する。このため発光器３０及び
３２とそれぞれの光検出器４０及び４２について
記述する。第８ａ図に示されるように発光器３０
と光検出器４０とは一緒に第１光センサー９０を
構成する。また第８ｂ図に示されるように発光器
３２と光検出器４２とは一緒に第２光センサー９
２を構成する。第８ａ図、第８ｂ図、第８ｃ図、
第８ｄ図に示されるように第１光センサー９０は
第２光センサー９２の上流側に設置される。従つ
て流体ライン２２内の気泡の先行縁部は先ず第１
光センサー９０を通過し、その後で第２光センサ
ー９２を通過する。 既述のように、第１光センサー９０の光検出器
４０は第２光センサー９２の光検出器４２より高
い光強度に調節されている。換言すると、光強度
が暗くなつていくとき光センサー９０は光センサ
ー９２より前にオフ状態（光不検出状態）へ変換
する。また先に述べたように、第１光センサー９
０は第７図に示されるように、I.V.管２２のルー
メンの直径線上を通る直進光路に沿うように配置
しなければならない。そのような直進光路構成
は、ライン内流体による光路の屈折を最小または
無いものにする。更に第２光センサー９２は第５
図または第６図のように配置して、発光器３２か
ら光検出器４２へ達する光ビームが屈折されるよ
うに構成することが重要である。当該技術者には
理解できるように、流体ライン２２内に、光を効
果的に屈折させない空気が存在する場合、あるい
は光を効果的に通さない十分不透明な流体が存在
する場合、第２光センサー９２は光を通過させな
い。 本発明の目的を達するためのマイクロプロセツ
サ（図示せず）において必要な論理回路は論理表
を参照することによつて最もよく理解できる。い
うまでもなく、その開示される論理に従つて本発
明の目的を達するためのマイクロプロセツサのプ
ログラムは当該技術者が様々に作製できよう。本
発明の好適な実施例に適合するマイクロプロセツ
サはいろいろなものが入手可能であるが、インテ
ルコーポレーシヨンで作られている、MCSシリ
ーズの8051型マイクロプロセツサが好適なもので
ある。

【表】 第表は、透明な流体が第８ａ図、第８ｂ図、
第８ｃ図、第８ｄ図に示される矢印８８の方向に
流体ライン２２内を流れていく最初の状態を示
す。この状態において、第１光センサー９０と第
２光センサー９２とは両方とも、その各センサー
の発光器からの光がそれぞれの光検出器によつて
感知されることを表示するオン状態になる。また
第表には、I.V.ライン２２内を通る流体の乳白
色または不透明度が増大する場合の効果が示され
る。このような状態においては、センサー９２は
センサー９０よりも小さい光強度でオン状態にな
るようにされているから、センサー９０がセンサ
ー９２より先にオフ状態に変わる。この状態では
アラームは作動しない。流体ライン２２内に透明
流体が流れているときにセンサー９０と９２に作
用するその他の条件として外光の変化がある。外
光の限界は既に光検出器４０と４２の感度を超え
ているから外光がそれ以上増大してもセンサー９
０と９２はいずれも作用されない。しかし外光が
減少する場合、そしてそれがセンサーに作用する
場合には、センサー９０が最初にオフ状態へ変換
される。これは流体ライン内になお流体が在つて
も起こることに留意すべきである。この場合もア
ラームは作動されない。ライン２２の透明流体の
中に気泡が存在する状体の場合、その空気が光路
を遮断することはないから、気泡が通過していつ
てもセンサー９０はオン状態のままでいる。これ
に対して気泡がセンサー９２を通過していくとき
には、そのライン内に流体が不在になるために、
発光器３２からの光は屈折されなくなる。従つて
発光器３２からの光は検出器４２によつて感知さ
れないのでセンサー９２はオフに変換する。この
状態、即ちセンサー９０がオンでセンサー９２が
オフになる場合、ライン内に空気が存在するこ
と、従つてアラームが必要であることが示される
のである。 そのような情報を用いて、センサー９０と９２
が最初オン状態にあり次いでセンサー９２がオフ
状態へ変つた場合にはいつでもアラームを作動さ
せるように、当該技術者がマイクロプロセツサに
論理プログラムを組込むことができよう。その論
理回路は、流体ライン２２の不透明度の増大また
は外光の減少を示すだけのセンサー９０のオンか
らオフへの変換は無視して作つてよい。実際、も
しセンサー９０がオフでセンサー９２がオンにな
つていたとしても、気泡が通過すると、センサー
９２が作動される前に先ずセンサー９０がオン状
態へ変換される。従つて少なくとも瞬間的には最
初のオン−オフ状態へ戻るのである。このよう
に、ライン内に最初に透明な流体が在る場合、装
置がI.V.管を通る流体の乳白色及び外光レベルの
増大に不感応であることが理解できる。

【表】 第表はライン内流体が最初に不透明な場合を
示す。このように最初に不透明な流体が在る場
合、流体の乳白色または不透明度が減少すると、
第１センサー９０より前に第２センサー９２がオ
ンになる。第２センサー９２の方がより少ない光
で作動されるからである。また第表は、外光レ
ベルの有効な増大が同じ理由でセンサー９２をオ
ンに変換させることを示している。ライン２２内
に不透明流体が在る場合、センサー９０と９２は
既にオフ状態になつているから、外光の減少はそ
れらセンサーに何の作用もしない。それらいずれ
の状況であつても気泡のない安全な操作が行われ
ているということであり、従つてアラームは作動
されない。しかしライン内空気が存在する状態に
なると、その気泡が光を通して発光器３０と光検
出器４０との間に直進光路を作るから、センサー
９０はオン状態へ変換する。また空気は発光器３
２からの光を屈折させて光検出器４２へ送ること
はしないから、空気がセンサー９２を通過しても
そのセンサー９２はオフ状態のままでいる。従つ
てここでも、最初に透明流体が在る場合と同じ
に、空気はセンサー９０をオンにし、そしてセン
サー９２をオフにする。そこでアラーム作動が行
われる。 第表と第表の比較から分かるように、セン
サー９０と９２が最初オン−オン状態またはオフ
−オフ状態のいずれになつていても、その状態か
らセンサー９０がオン状態に変換し、そしてセン
サー９２がオフ状態に変換される場合はライン内
空気を表示しているのである。当該技術者には明
らかなように、それらセンサーのその他の変換シ
ーケンスは全て論理回路において無視するように
し、ライン内空気状態の場合にのみ注射装置の操
作の停止またはアラーム作動を行わせるようにす
ればよい。

【表】 最後に第表は、流体ライン２２内に最初に乳
白色または半透明な流体が存在する場合を示す。
第表に示されるように、センサー９０と９２の
状態は、流体が比較的透明か、比較的不透明か、
またそれらの間のどこかであるかに応じてオン−
オンか、オフ−オフか、あるいはオフ−オンにな
る。いずれにしても、前述したのと同じ論理回路
によつて、センサー９０がオン状態になりそして
センサー９２がオフ状態になるとき、システムの
アラームが作動するようにされる。 逐次的に配列される更に他の追加のセンサーを
選択的に備え、前記論理回路に従い信号を発生で
きるようにすることにより、システムに冗長度を
備えることができる。より具体的にいえば、本発
明の好適な実施例において、第８ａ図、第８ｂ
図、第８ｃ図、及び第８ｄ図に示されるように配
置される複数個の発光器とそのそれぞれの光検出
器とによつて一連の光センサーが構成される。更
に、光検出器４０，４６，４８がそれぞれに、発
光器３０，３６，３８から管２２のルーメンの直
径線上を通る直進光を受けるように設置されるこ
とが理解されよう。また、光検出器４２と４４
が、管２２を通る流体の流れの周縁部に対して光
線を当てる位置に設定された発光器３２と３４か
らくる屈折された光を受けるように設置されるこ
とを理解すべきである。 発光器３４と３６及びそのそれぞれの光検出器
４４と４６に対する変換論理は、光検出器４０と
４２の場合のように、光検出器４４がより大きい
光強度で作動するようにされる。従つて同じ光条
件では検出器４４が検出器４６よりもより低い強
度レベルの光を検出する。これは勿論、センサー
９０と９２の流体不透明度または外光レベルの変
化に対する不感応性は同じにする。 本発明において論理回路は常に、隣合う任意の
２つの光検出器のオン−オフ状態を検査する。比
較的内径の小さい標準的なI.V.管では、一度に１
つの光センサーだけに作用するような気泡は患者
に殆んど無害であることが知られている。当該技
術者に理解されるように、或る所与の寸法のI.V.
流体ラインに対して、その流体ライン２２に沿つ
た光センサーの間隔を調整することにより、使用
者の必要に応じてより大きい気泡あるいはより小
さい気泡の検出を行うようにすることができる。 ここに図示し詳述してきた特定のライン内空気
検出器は先に示したような目的と長所を完全に備
えるものであるが、それは本発明の好適な実施例
を示すだけのものであり、従つて特許請求の範囲
以外でここに示した構造やデザインの詳細は何等
限定的なものでないことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の流体ライン内空気自動検出
器を有する容積型注射ポンプを備えたI.V.注射シ
ステムの立体図、第２図は、流体ラインの一部分
を受ける、本発明の自動検出器の外部分の前面
図、第３図は第２図の自動検出器の部分の左側面
図、第４図は第２図の自動検出器の部分の右側面
図、第５図は第３図の５−５線における自動検出
器の部分の断面図、第６図は第３図の６−６線に
おける自動検出器の部分の断面図、第７図は第３
図の７−７線における自動検出器の部分の断面
図、第８ａ図、第８ｂ図、第８ｃ図、第８ｄ図は
第３図または第４図の８−８線における自動検出
器の部分の断面図で、流体ライン内を気泡が進ん
でいるところを逐次的に示す図面である。 １０…ポンプ、１２…流体ライン支持、２２…
流体ライン、２８…注射装置、３０，３２，３
４，３６，３８…発光器、４０，４２，４４，４
６，４８…光検出器、５０…ベース、５６…チヤ
ンネル、９０…第１光センサー、９２…第２光セ
ンサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体ライン内の空気の存在を自動的に検出す
   るための空気検出器であつて、 該液体ラインの一部分を検出位置に支持する支
   持装置と、 該支持装置に装架され且つ該液体ラインの支持
   された部分と作動的に協働して、該液体ライン内
   に空気又は比較的透明な液体がある場合にオン信
   号を発生する第１オン−オフ装置を有する第１光
   センサーと、 前記第１オン−オフ装置がオン状態になる光強
   度よりも小さな光強度でオン状態になる第２オン
   −オフ装置を有し、この第２オン−オフ装置は前
   記支持装置に装架され且つ前記液体ラインの支持
   された部分と作動的に協働して、該液体ライン内
   に空気又は比較的不透明な液体がある場合にオフ
   信号を発生するようになつた第２光センサーと、 前記第１オン−オフ装置及び前記第２オン−オ
   フ装置に作動的に連結されていて、同時に該第１
   オン−オフ装置がオンを表示するとともに該第２
   オン−オフ装置がオフを表示した場合にだけ前記
   液体ライン内に空気が存在することを表示し且つ
   アラームを発生させる装置とを備えた空気検出
   器。 ２ 前記第１オン−オフ装置が発光器と光検出器
   とを備える光センサーであり、前記第２オン−オ
   フ装置が発光器と光検出器とを備える光センサー
   である、特許請求の範囲第１項記載の空気検出
   器。 ３ 前記第１オン−オフ装置の前記光検出器は前
   記第１オン−オフ装置の前記発光器からの直進光
   によつてオン状態にされ、また、前記第２オン−
   オフ装置の前記光検出器は前記第２オン−オフ装
   置の前記発光器からの屈折光によつてオン状態に
   される、特許請求の範囲第２項記載の空気検出
   器。 ４ 更に、前記第１オン−オフ装置の反対側で前
   記第２オン−オフ装置に隣接して前記支持装置に
   装架され且つ前記液体ラインの支持された部分と
   作動的に協働し、該液体ライン内に空気又は比較
   的不透明な液体がある場合にオフ信号を発生する
   第３オン−オフ装置を有する第３光センサーと、 該第３オン−オフ装置がオン状態になる光強度
   よりも大きな光強度でオン状態になる第４オン−
   オフ装置を有し、この第４オン−オフ装置は前記
   第２オン−オフ装置の反対側で前記第３オン−オ
   フ装置に隣接して前記支持装置に装架され且つ前
   記液体ラインの支持された部分と作動的に協働
   し、該液体ライン内に空気又は比較的透明な液体
   がある場合にオン信号を発生する第４光センサー
   と、 前記第３オン−オフ装置及び前記第４オン−オ
   フ装置と作動的に連結されていて、同時に該第３
   オン−オフ装置がオフを表示するとともに該第４
   オン−オフ装置がオンを表示した場合にだけ前記
   液体ラインに空気が存在することを表示し且つア
   ラームを発生させる装置とを含む、特許請求の範
   囲第１項記載の空気検出器。 ５ 前記第１オン−オフ装置が発光器と光検出器
   とを備える光センサーであり、前記第２オン−オ
   フ装置が発光器と光検出器とを備える光センサー
   であり、前記第３オン−オフ装置が発光器と光検
   出器とを備える光センサーであり、前記第４オン
   −オフ装置が発光器と光検出器とを備える光セン
   サーである、特許請求の範囲第４項記載の空気検
   出器。 ６ 前記第１オン−オフ装置及び前記第４オン−
   オフ装置の前記光検出器が該第１オン−オフ装置
   及び該第４オン−オフ装置の前記発光器からの直
   進光によつてオン状態にされ、前記第２オン−オ
   フ装置及び前記第３オン−オフ装置の前記光検出
   器が該第２オン−オフ装置及び該第３オン−オフ
   装置の前記発光器からの屈折光によつてオン状態
   にされる、特許請求の範囲第５項記載の空気検出
   器。 ７ 液体ライン内の空気の存在を自動的に検出す
   るための空気検出器であつて、 該液体ラインの一部分を検出位置に支持する支
   持装置と、 該支持装置に装架され且つ該液体ラインと作動
   的に協働して、該液体ライン内に空気又は比較的
   透明な液体がある場合にオン信号を発する第１オ
   ン−オフ装置を有する第１光センサーと、 前記第１オン−オフ装置がオン状態になる光強
   度よりも小さな光強度でオン状態になる第２オン
   −オフ装置を有し、この第２オン−オフ装置は前
   記支持装置に装架され且つ前記第１オン−オフ装
   置の下流における前記液体ラインと作動的に協働
   して、該液体ライン内に空気又は比較的不透明な
   液体がある場合にオフ信号を発するようになつた
   第２光センサーと、 前記第２オン−オフ装置がオン状態になる光強
   度よりも大きい光強度でオン状態になる第３オン
   −オフ装置を有し、この第３オン−オフ装置は前
   記支持装置に装架され且つ前記第２オン−オフ装
   置よりも下流の前記液体ラインと作動的に協働し
   て、該液体ライン内に空気又は比較的透明な液体
   がある場合にオン信号を発するようになつた第３
   光センサーと、 前記第１オン−オフ装置、前記第２オン−オフ
   装置、及び前記第３オン−オフ装置に作動的に協
   働して、前記第１オン−オフ装置又は前記第３オ
   ン−オフ装置がオンを表示した場合に、同時に前
   記第２オン−オフ装置がオフを表示した場合にの
   みアラームを発生させる装置とを備えた空気検出
   器。 ８ 前記第１オン−オフ装置及び前記第３オン−
   オフ装置は直進光によつてオン状態にされ、前記
   第２オン−オフ装置は屈折光によつてオン状態に
   される、特許請求の範囲第７項記載の空気検出
   器。 ９ 液体ライン内の空気の存在を自動的に検出す
   るための空気検出器であつて、 該液体ラインの一部分を検出位置に支持する支
   持装置と、 該液体ラインと作動的に協働して、前記支持装
   置に装架された前記液体ラインの前記部分を直径
   方向に通過してきた光を受けてオン信号を発生す
   る第１オン−オフ光センサーと、 前記液体ラインに作動的に協働し且つ前記第１
   オン−オフ光センサーがオン状態とオフ状態との
   間で変化するための光強度のしきい値よりも相対
   的に低い光強度のしきい値を有し、前記液体ライ
   ン内の液体によつて屈折された光を受けてオン信
   号を発生する第２オン−オフ光センサーと、 前記第１オン−オフ光センサー及び前記第２オ
   ン−オフ光センサーに作動的に連結されていて、
   同時に前記第１オン−オフ光センサーがオン信号
   を発生するとともに前記第２オン−オフ光センサ
   ーがオフ信号を発生した場合にのみアラーム信号
   を発生する装置とを備える空気検出器。 １０ 前記アラーム信号を発生する装置はマイク
   ロプロセツサである、特許請求の範囲第９項記載
   の空気検出器。